بلبرینگ تماس زاویه ای چیست؟ بلبرینگ تماس زاویه ای یکی از بلبرینگ های پرکاربرد است که در ماشین آلات، تجهیزات صنعتی و وسایل روزمره استفاده می شود. این نوع بلبرینگ دارای کنس های داخلی و بیرونی زاویه دار است که به آن امکان می دهد تا بارهای شعاعی و محوری همزمان را تحمل کند. هر چه زاویه تماس بلبرینگ بزرگتر باشد، قدرت تحمل بار محوری آن نیز بیشتر خواهد بود. این نوع بلبرینگ، در هر فعالیتی که نیاز به چرخش متوالی یا متناوب یک جسم حول یک محور دارد، استفاده می شود. این قطعه مکانیکی نقش مهمی در کاهش اصطکاک، کاهش صدا و افزایش راندمان و طول عمر ماشین آلات دارد.
بلبرینگ ها بسته به نوع کارکرد خاص خود دسته بندی مختلفی دارند و این تنوع با توجه به عواملی مانند وزن و جهت بار وارده به بلبرینگ، محل نصب بلبرینگ، حساسیت و دقت مورد نیاز در دستگاه، دما، رطوبت و شرایط آلودگی منبع، در نظر گرفته می‌شود. ما در ادامه این مطلب قصد داریم توضیح دهیم که بلبرینگ تماس زاویه ای چیست، چ انواعی دارد و در چه صنایعی از آن ها استفاده می شود.
بلبرینگ تماس زاویه ای چیست؟
Angular Contact Ball Bearing یا بلبرینگ تماس زاویه ای یک نوع بلبرینگ است که برای تحمل بارهای شعاعی و محوری طراحی شده است. این نوع بلبرینگ دارای حلقه های داخلی و خارجی با مسیرهای مایل به یکدیگر در امتداد محور بلبرینگ است. این طراحی به بلبرینگ این امکان را می دهد که به بهترین شکل ممکن با بارهای شعاعی و محوری سازگاری یابد و برای کاربردهایی نظیر اسپیندل های ابزارهای ماشین و کاربردهای خودروسازی مناسب باشد. زاویه تماس بین توپ ها و مسیرها برای بهینه سازی توانایی بلبرینگ در حمایت از بارهای محوری طراحی شده است.
بلبرینگ تماس زاویه ای در کاربردهایی مانند پمپ ها، کمپرسورها و دوک های ماشین ابزار با سرعت بالا و در شرایط کاری زیر روغن و در محیط های آلوده، به خوبی عمل می کند. موقع خرید بلبرینگ، باید به جنس مواد قفسه، پیش بارگیری و فاصله ایمنی بین بخش های متحرک ماشین و سایر مسائل مهم دقت کنید.
مدل های تک ردیفه بلبرینگ تماس زاویه ای معمولاً به صورت جفت استفاده می شوند. آن ها می توانند به صورت پشت به پشت، رو به رو یا پشت سر هم قرار گیرند یا ترکیبی از ست های بلبرینگ را داشته باشند. بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه نیز وجود دارد که در طراحی خود با دو بلبرینگ تماس زاویه‌ا ی تک ردیفه مطابقت داشته و با ترتیب پشت به پشت کار می کند. این نوع بلبرینگ ها همچنین برای بارهای محوری ترکیبی که دارای فضاهای محدودی هستند، بسیار گزینه مناسبی هستند. برای کنترل بار محوری در هر دو جهت، بلبرینگ های چهار نقطه تماس طراحی و تولید شده اند.
در بلبرینگ تماس زاویه ای، عناصر غلتان یا ساچمه ها دارای زوایای مختلف نسبت به دو سطح لغزنده بلبرینگ هستند. اما در بلبرینگ های معمولی، خط اتصال نقاط تماس ساچمه با دو سطح لغزنده بالایی و زیرین، دو زاویه قائمه را ایجاد می کنند.
عملکرد بلبرینگ تماس زاویه ای
قبل از توضیح نحوه عملکرد بلبرینگ بهتر است با مفهوم پرکاربرد عملکرد آن ها آشنا شوید. بلبرینگ، دایره یا استوانه ای شکل است و دور یک شفت یا محور می چرخد. بار شعاعی به میزان بار یا فشاری گفته می شود که در راستای شعاع دایره وارد می شود و بار محوری نیز به بار یا فشاری اطلاق می شود که هم راستا یا موازی با محور بلبرینگ وارد می شود. در ادامه این مطلب از بلبرینگ تماس زوایه ای چیست به نحوه عملکرد آن می پردازیم.
در برخی ماشین آلات و تجهیزات مانند انواع مته ها، بار اصلی بر روی محور چرخش بلبرینگ وارد می شود. در حالی که در برخی دیگر از ماشین آلات مانند تسمه نقاله، بار اصلی بر روی شعاع بلبرینگ قرار می گیرد. اما در بسیاری از موارد، مانند چرخ خودرو، بلبرینگ ها همزمان بارهای شعاعی و محوری را تحمل می کنند. بار شعاعی بر دو دیواره استوانه ای شکل سطوح لغزنده درونی و بیرونی وارد می شود؛ اما بار محوری بر زائده های متقابلی که در سطوح لغزنده جاسازی شده است، تحمیل می گردد.
ساختار بلبرینگ تماس زاویه ای
بلبرینگ تماس زاویه ای دارای سه بخش اصلی زیر است:
- رینگ داخلی یا سطح لغزنده زیرین
- ساچمه ها و قفسه ساچمه
- رینگ خارجی یا سطح لغزنده بیرونی
برای طراحی بلبرینگ‌های تماس زاویه‌ای، باید در نظر داشت که این نوع از بلبرینگ ها باید به صورت دوتایی تولید شوند تا بتوانند در کنار یکدیگر قرار گیرند. همچنین، تنظیم اولیه آن ها بسیار مهم است. زیرا تأثیر زیادی بر عملکرد قطعه دارد. به عنوان مثال، با انتخاب بلبرینگ با لقی زیاد ممکن است، نتوانیم از تمام توانایی آن در تحمل بار مورد نظر استفاده کنیم. همچنین، انتخاب بار اولیه بیش از حد مجاز ممکن است باعث بالا رفتن اصطکاک و تولید گرما شود.
اگر در بلبرینگ های تماس زاویه ای تک ردیفه از رابطه Fa /Fr> 1 استفاده شود و نسبت بار محوری مورد نظر با شعاع برقرار نباشد، عملکرد مناسبی از بلبرینگ تماس زاویه ای انتظار نمی رود. هنگام طراحی و تولید بلبرینگ های پشت به پشت یا رو در رو، باید توجه داشت که اگر نیرو به صورت همزمان به دو طرف اعمال نشود، ممکن است صدا و گسیختگی بوجود آید. همچنین، تنش در قفسه این بلبرینگ نیز افزایش می یابد و اگر چنین موردی ایجاد شود، بلبرینگ دچار لقی می شود.
اهمیت این موضوع در زمان خرید قطعات قابل توجه است؛ زیرا مستقیماً با کیفیت و استاندارد بودن قطعه مرتبط است. در زمان طراحی و تولید یا در هنگام استفاده از آن، باید به درستی آن را در نظر بگیرید تا بتوانید با عملکرد بهتر از آن استفاده کنید. در این صورت می توانید به راحتی از آن برای بالا بردن اجسام سنگین یا حرکت دادن اجسام با سرعت بالا استفاده کنید.
انواع بلبریبنگ های تماس زاویه ای
در این مطلب از بلبرینگ تماس زاویه ای چیست، قصد داریم انواع آن ها را توضیح دهیم که به سه دسته تقسیم می شوند:
یک ردیفه
بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه دارای زاویه تماس 40 درجه می باشند و از هم جدا نمی شوند. این بلبرینگ ها قابلیت کار با سرعت های بالا را دارا هستند و برای ترتیب های متفاوتی به دو روش مناسب هستند. نوع عادی برای استفاده تکی مناسب است و در مواردی که نیرو محوری فقط از یک جهت بر بلبرینگ وارد می شود به کار می رود. اما نوع مشترک در مواقعی که دو یا چند زوج بلبرینگ باید با هم به روش مختلفی مورد استفاده قرار بگیرند، به کار می رود. این نوع بلبرینگ ها دارای یک ردیف ساچمه هستند و برای استفاده دوتایی تولید می شوند.
این نوع بلبرینگ ها می توانند به هر صورتی نسبت به یکدیگر جا زده و تنظیم شوند، به گونه ای که دارای لقی مثبت یا منفی و توزیع بار یکسانی باشند. استفاده از واشرهای فاصله پر کن نیازی نیست. استفاده از روش دوتایی زمانی مناسب است که تحمل بار بلبرینگ یک ردیفه به تنهایی کافی نیست یا هنگامی که نیرو وارد شده به بلبرینگ از دو جهت باشد.
دو ردیفه
یکی از معیارهای دیگر برای دسته بندی بلبرینگ های تماس زاویه ای، تعداد ردیف های آن ها است. بلبرینگ های تک ردیفه تنها بار محوری را در یک جهت کنترل می‌کنند، در حالی که بلبرینگ های تماس زاویه ای دو ردیفه، قادر به کنترل بار محوری در دو جهت هستند. یکی دیگر از مزایای بلبرینگ تماس زاویه ای دو ردیفه، کمتر بودن عرض آن نسبت به مجموع عرض دو بلبرینگ تک ردیفه است. این نوع بلبرینگ شامل دو بلبرینگ تماس زاویه ای تک ردیفه است که سطوح لغزنده آن ها به هم چسبیده اند و زوایای تماس دو بلبرینگ مخالف، با هم یک زاویه 90 درجه تشکیل می دهند. این ساختار باعث تحمل بار محوری بلبرینگ تماس زاویه ای در دو جهت می شود.
چهار نقطه تماس QJ
بلبرینگ های مدل سوم تماس زاویه‌ای از چهار نقطه تماس برخوردار هستند. در این نوع بلبرینگ، شیار ساچمه ای طراحی شده است تا بتواند بار محوری از دو طرف را تحمل کند. بلبرینگ های چهار طرفه فضای کمتری را برای نصب نسبت به بلبرینگ های دو ردیفه اشغال می کنند. حلقه‌های داخلی این بلبرینگ ها دو تکه هستند که امکان استفاده از ساچمه های بیشتر را میسر می سازد. این نوع بلبرینگ‌ها زاویه تماس 35 درجه دارند و برای جلوگیری از رخش حلقه بیرونی، مقداری ناهم‌راستایی وجود دارد.
توجه داشته باشید که استفاده از این نوع بلبرینگ ها می تواند منجر به افزایش صدای بیرینگ شود به دلیل ناهم‌راستایی موجود در آن ها. در صورت استفاده از این قطعات به عنوان یاتاقان کف گرد، باید اطمینان حاصل شود که در هنگام نصب، ناهمرسایی در داخل محفظه لقی رعایت شود. بنابراین، وجود ناهمرسایی می تواند یک عیب در این قطعه به حساب آید. همچنین، برای تولید پنجره ساچمه ای داخلی، از برنج استفاده می کنند و در موارد دیگر می توان از پلی آمید به عنوان برنج استفاده کرد.
کاربرد بلبرینگ تماس زاویه ای چیست؟
حال که دریافتید بلبرینگ تماس زاویه ای چیست باید با کاربردهای آن نیز آشنا شوید. در ادامه کاربردهای این بلبرینگ صنعتی را شرح می دهیم.
ماشین ابزار
بلبرینگ های تماس زاویه‌ای عموماً در ماشین های ابزار مانند تراش، فرز و حفاری کاربرد دارند. طراحی این یاتاقان ها برای تحمل بارهای شعاعی و محوری است که آن ها را برای کاربردهایی که نیاز به دقت بسیار بالایی می باشد، به بهترین گزینه تبدیل کرده است.
صنعت خودرو
بلبرینگ های تماس زاویه ای در اجزای مختلف خودرو از جمله توپی چرخ ها، گیربکس ها و موتورها به کار می روند. طراحی آن ها برای تحمل سرعت های بالا است که بتوانند بارهای سنگین را به خوبی تحمل کنند.
رباتیک
بلبرینگ های تماس زاویه‌ای معمولاً در کاربردهای مختلفی مانند روبات های صنعتی، روبات های پزشکی و روبات های خدماتی استفاده می شوند. آن ها دقت و ثبات بالایی دارند و به همین دلیل به ربات این اجازه را می دهند که با دقت بالا حرکت کنند.
صنعت هوافضا
بلبرینگ های تماس زاویه‌ای در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، از جت موتورها، روتور هلیکوپتر و فضاپیماها مورد استفاده قرار می گیرند. طراحی این بلبرینگ ها برای کنترل سرعت های بالا و دماهای شدید است و برای استفاده در محیط های بسیار سخت کاربرد مناسبی دارند. این بلبرینگ ها همه‌کاره بوده و قابل اعتماد هستند و می توانند عملکرد بسیار بالایی را در طیف گسترده ای از کاربردها ارائه دهند.
پمپ ها و کمپرسورها
بلبرینگ های تماس زاویه‌ای در انواع مختلف پمپ و کمپرسورها مورد استفاده قرار می گیرند، از جمله پمپ های گریز از مرکز، پمپ های پیستونی و کمپرسورهای رفت و برگشتی و اسکرو. آن ها برای تحمل بارهای شعاعی و محوری طراحی شده اند و مناسب برای استفاده در شرایط فشار بالا هستند. به طور کلی، بلبرینگ های تماس زاویه ای، بلبرینگ های همه کاره و قابل اعتمادی هستند که می توانند عملکرد بالایی را در زمینه های مختلفی از جمله ماشین آلات، خودرو، روباتیک، هوافضا و غیره؛ ایده آل خواهد کرد.
علت لقی داخلی بلبرینگ های تماس زاویه ای
بلبرینگ ها ممکن است با مقداری لقی همراه باشند. این لقی ها می تواند علل گوناگونی داشته باشند. در ادامه علت لقی داخلی آن ها را شرح می دهیم.
بلبرینگ یک ردیفه
بلبرینگ های نوع CB برای مصارف عمومی به طور استاندارد به صورت دوتایی ساخته می شوند و هنگامی که به صورت پشت به پشت یا روبرو جازده شوند دچار لقی کمی می شوند.
بلبرینگ دو ردیفه
این قطعات لقی نرمالی دارند و طبق معیارهای استاندارد و اندازه های مناسب، لقی آن ها بین 5 تا 55 میکرون است. برخی از این بلبرینگ ها دارای لقی کمتر یا بیشتر از حد نرمال خواهند بود که تولید آن متداول نیست.
جفت بودن بلبرینگ های تماس زاویه ای
بلبرینگ های تماس زاویه‌ای برای نقاطی کاربرد دارند که بار محوری و شعاعی همزمان وجود دارد، که در اکثر ماشین آلات و تجهیزات این ویژگی وجود دارد. این نوع بلبرینگ ها انواع کاربردهای گسترده‌ای دارند. بلبرینگ های تماس زاویه‌ای تک ردیفه، تنها بار محوری را در یک جهت تحمل می کنند، اما با چینش دو ردیف بلبرینگ با زاویه تماس متفاوت می توان بار محوری را در دو جهت گوناگون کنترل کرد.
چینش دو ردیف بلبرینگ تماس زاویه ای می تواند به سه روش مختلف انجام شود: روبرو، پشت به پشت و پشت سر هم یا تاندمی. وقتی دو ردیف بلبرینگ تماس زاویه ای پشت سر هم قرار می گیرند، بار محوری همچنان در یک جهت کنترل می شود اما قدرت مهار بار افزایش می یابد. اما در چیننش پشت به پشت و روبرو، بار محوری در دو جهت مختلف قابل تحمل خواهد بود.
نصب بلبرینگ های تماس زاویه ای
پس از آنکه درک کردید، بلبرینگ تماس زاویه ای چیست و قطعه موردنظر خود را خریداری کردید، باید با نحوه نصب آن نیز آشنا شوید. نصب بلبرینگ یک فعالیت فنی دقیق است و تجربه در انجام صحیح آن نقش مهمی دارد. هر گونه خطا در نصب بلبرینگ تماس زاویه‌ای ممکن است باعث ناکارآمدی آن شود. به طور کلی برای نصب بلبرینگ، باید از فشار متوازن و کنترل شده استفاده کرد. در بلبرینگ تماس زاویه ای، این فشار باید فقط به دایره مماس بر شفت وارد شود و از هرگونه فشار وارد شده به بیرون دایره بلبرینگ خودداری گردد.
برای نصب بلبرینگ تماس زاویه‌ای به‌شکل صحیح، استفاده از یک استوانه فلزی محکم ضروری است تا فشار به صورت متوازن وارد شود. این استوانه باید صاف باشد و قطر آن باید مناسب باشد تا سطح بلبرینگ را کاملا بپوشاند و شفت به راحتی از آن خارج شود. همچنین، فشار وارد شده بهتر است با استفاده از وسایل قابل کنترل و آرام، مانند جک یا گیره، اعمال شود. در صورت عدم امکان استفاده از فشار آرام، از چکش های پلاستیکی برای نصب بلبرینگ استفاده کنید تا آن آسیب نبیند.
برای نصب آسان تر بلبرینگ، توصیه می شود از فرایند گرم کردن استفاده کنید، اما باید از گرمای مناسب استفاده شود و دمای بلبرینگ بیش از 110 درجه سانتی گراد نباشد. در حال حاضر، تامین کنندگان بلبرینگ تماس زاویه ای، گرم کننده های استانداردی را برای انواع مختلف بلبرینگ در اختیار تکنسین ها قرار خواهند داد.
بهترین برندهای بلبرینگ تماس زاویه ای
تولید کنندگان معروف بلبرینگ های تماس زاویه ای با کیفیت بالا شامل شرکت های زیادی هستند که در زیر به معروف ترین آن ها اشاره می کنیم:
- شرکت SKF یک تامین کننده جهانی بلبرینگ، آب بند ها (سیل) و سیستم های روانکاری است. آن ها انواع مختلفی از بلبرینگ های تماس زاویه ای را تولید می‌کنند، از جمله طرح های تک ردیفه، دو ردیفه و چهار نقطه تماسی را طراحی و تولید می کنند.
- شرکت ژاپنی NSK در زمینه تولید بلبرینگ و ماشین آلات تخصص دارد. آن ها انواع مختلفی از بلبرینگ را ارائه می دهند، از جمله طراحی های با سرعت بسیار بالا و دقیق را ارائه می کنند.
- شرکت ژاپنی NTN (ان تی ان) تولید کننده یاتاقان ها، اتصالات با سرعت ثابت و تجهیزات دقیق است. این شرکت انواع مختلفی از بلبرینگ های تماس زاویه ای، از جمله طرح های استاندارد و با سرعت بالا را ارائه خواهند داد.
- شرکت FAG یک شرکت آلمانی است که بلبرینگ و محصولات مرتبط را تولید می‌کند. این شرکت انواع مختلفی از بلبرینگ های تماس زاویه ای، از جمله طرح های تک ردیفی و دو ردیفه را ارائه می دهند.
- تیمکن TIMKENیک شرکت آمریکایی است که یاتاقان ها و محصولات مرتبط را تولید می کند. آن ها بلبرینگ های تماس زاویه ای با طرح های دقیق و با سرعت بالا را ارائه می دهند.
این شرکت ها تنها چند نمونه از شرکت های زیادی هستند که بلبرینگ های تماس زاویه ای با کیفیت بالا تولید می‌کنند.
قیمت بلبرینگ
قیمت بلبرینگ تماس زاویه ای به عواملی همچون: مشخصات فنی، کیفیت محصول، اندازه و وزن بستگی دارد. با توجه به نوسانات قیمت محصولات و صنعت محصول، بهترین راه برای به دست آوردن قیمت مناسب، درخواست قیمت از تامین کنندگان عمده و شرکت های حمل و نقل عمده است. عرضه کنندگانی که با توجه به وسعت تولید خود قادر به پاسخگویی به تقاضای بازار با قیمتی منصفانه و رقابتی هستند، می توانند از مزایای اقتصادی بهره مند شده و خدمات بیشتری را به مشتریان خود ارائه دهند.
سخن پایانی
در این مقاله از لاین حرکت به این موضوع پرداختیم که بلبرینگ تماس زاویه ای چیست و چه انواعی دارد. در یک تعریف کلی از بلبرینگ تماس زاویه ای باید گفت که بلبرینگ های تماس زاویه ای فقط قادرند نیروهای محوری را در یک جهت تحمل کنند. در این بلبرینگ ها، سطوح غلتش در رینگ داخلی و خارجی به یکدیگر نسبت به جهت محور بیرینگ جابجا می‌شوند. به همین دلیل، این بلبرینگ ها برای تحمل بارهای ترکیبی همزمان طراحی شده‌اند.
در بلبرینگ های یک ردیفه با تماس زاویه ای، شیارها به نحوی قرار گرفته اند که نیروها تحت زاویه تماس مشخصی از یک رینگ به رینگ دیگر منتقل می شود. به دلیل زاویه تماس، بلبرینگ های تماس زاویه ای یک ردیفه خیلی بهتر از بلبرینگ های شیار دار توانایی تحمل بارهای محوری بالا را دارند. همچنین در این مطلب در مورد عملکرد، ساختار، انواع، کاربرد بلبرینگ و علت لقی آن سعی کردیم توضیحات کاملی را برای شما بیان کنیم. بنابراین، اگر شما به دنبال خرید انواع بلبرینگ صنعتی با بهترین کیفیت و قیمت مناسب هستید پیشنهاد می کنم از طریق اتوماسیون صنعتی لاین حرکت اقدام کنید.
اتوماسیون صنعتی لاین حرکت